Kollaborativ eller ej? Sådan vælger du den rigtige robot til opgaven
Robotter har eksisteret siden 1950’erne og fandt for alvor anvendelse i 1960’erne, hvor den første industrirobot kaldet Unimate blev installeret hos en bilfabrik ved navn General Motors. Sidenhen er der udviklet flere typer af robotter, som i dag strækker sig fra softwarebots til robotstøvsugere til industrirobotter. I 1994 valgte man så at udgive standard 8373, som beskriver termer og definitioner som relaterer sig til robotter.
Industrirobot defineret i ISO 8373 §2.9:
En robot er en automatisk styret, reprogrammerbar, multianvendelig manipulator, som er programmerbar i tre eller flere akser, fast installeret eller mobil for brug i industrielle automationsopgaver.
Industrirobotten består af:
- Manipulator, herunder aktuatorer
- Styreenhed, herunder programmeringsboks og kommunikationsgrænseflader (hardware og software).
Industrirobotsystem betyder ifølge ISO 8373 §2.15:
System bestående af industrirobot, værktøjer og maskiner, udstyr enheder, eksterne akser eller sensorer, der understøtter robotten i dens arbejde.
Industrirobotcelle betyder ifølge ISO 8373 §2.23:
Et eller flere industrirobotsystemer inklusiv tilknyttede maskiner og udstyr og tilhørende sikkerhedsafskærmede område og beskyttelsesforanstaltninger.
Robot designet til direkte interaktion med en person
Begrebet cobot er ikke direkte defineret, men benyttes oftest om en kollaborativ industrirobot, og vi benytter også ofte ordet for hele cellen – altså kollaborativ industrirobotcelle.
En cobot er således en installation med en robot, som er forberedt til at arbejde tæt på mennesker eller ligefrem samarbejde med mennesker.
Et cobot-system består typisk af:
- En cobot-arm, dvs. en robot-arm med indbygget kollisionssikkerhed.
- Værktøjer som griber, skruetrækkere, limeudstyr, slibe- og poleringsudstyr, svejseudstyr og andet, der kan anvendes på en sikker måde.
- Sensorer, der hjælper cobotten med at se og føle emner.
- Sikkerhedssensorer, der genkender og sikrer mennesker ved at få cobotten til at arbejde langsomt eller stå stille, når den er tæt på mennesker.
- Andre ting såsom maskiner, transportbånd, bordplader, lys, vægge eller andet.
En cobot kan derfor anvendes til mange forskellige processer. Det eneste alle cobots har til fælles er, at de skal være sikre, dvs. mennesker skal kunne færdes tæt på dem uden at komme til skade. Derfor kan det være en fordel at designe cobotten med henblik på det samarbejde, der er tiltænkt mellem operatør og robot.
Samarbejdet mellem menneske og robot
Ingen samarbejde
Under almindelig drift deler menneske og robotudstyr ikke samme arbejdsområde. Områder kan adskilles fysisk. Robot og operatør arbejder altså hver for sig.
Eksempel: Pakkerobot udfører arbejdet alene, og en person fylder blot forbrugsmaterialer op efter behov i magasiner (paller, papkasser mm.) et sted, hvor robotten ikke kan nå hen.
Skiftevis samarbejde
Menneske og robot har fælles arbejdsområder, men de udfører ikke arbejde i det fælles område samtidig. Enten er det operatøren, der benytter arbejdsområdet, eller også er det robotten. Den samlede arbejdsopgave kræver, at begge skiftevis udfører deres del af arbejdet.
Eksempel: Operatøren sætter emner op i en fikstur, og når han har forladt området, kommer robotten og svejser emnerne sammen. Robotten forlader området, og operatøren kan igen gå ind og fjerne det svejste emne.
Parallelt samarbejde
Et menneske og robot arbejder samtidig i det fælles område, hvor der er mulighed for fysisk kontakt mellem dem. Det er dog ikke nødvendigt med kontakt for at løse arbejdsopgaven.
Eksempel: En sliberobot, hvor operatøren overvåger processen, mens robotten udfører arbejdet. Operatøren kan løbende regulere på procesparametre ud fra det, han ser for at opnå den ønskede kvalitet. Måske udfører han reparationer på emnet, mens robotten også arbejder.
Fysisk samarbejdende
Arbejdsopgaven kræver, at operatør og robotudstyr er i fysisk kontakt eller er forbundet via et fysisk emne samtidig med, at robotten bevæger sig.
Eksempel 1: En skrueapplikation, hvor operatøren holder emnedele fast, mens robotten monterer skruer i emnet. Efter montage af de første skruer kan robotten måske arbejde videre alene, men opstarten kræver, at en operatør hjælper til.
Eksempel 2: Robotten løfter et emne i den ene ende, mens operatøren løfter i den anden ende.
Det sikre samarbejde
- Sikkerhedsvurderet overvåget stop
- Håndføring
- Hastigheds- og afstandsovervågning
- Effekt- og kraftbegrænsning ved konstruktion eller styring
Typisk anvendes “cobot”-begrebet om robotter, der understøtter ”effekt- og kraftbegrænsning ved konstruktion eller styring”, og oftest understøttes de tre øvrige metoder også.
Valg af metode
Ud fra kategorien af samarbejde vælges én eller flere sikkerhedsmetoder understøttet af robotudstyret.
Bemærk at kollaborativ drift dækker robotter i bred forstand, mens cobot–begrebet bruges, hvis effekt og kraftbegrænsning understøttes af robotten.
Cobot vs Robot
I praksis er det meget få cobotinstallationer, hvor der er fysisk samarbejde mellem robot og operatør.
Ofte er det den øgede brugervenlighed ved installation og programmering sammen med muligheden for at undgå afskærmning, der er drivkraften for at vælge en cobot frem for en traditionel industrirobot.
Det ses oftere, at cobots er implementeret af slutbrugervirksomheden selv i stedet for, at virksomheden har købt færdige løsninger hos en integrator.
Cobot
Standard industri robot
- Ofte nemmere programmerings-brugerflade
- Ofte ikke behov for afskærmning
- Lav egenvægt - høj payload/egenvægt forhold
- Bedre mulighed for flytbare løsninger
- Meget velafprøvet, solid og pålidelig hardware
- Modeller med meget høj payload kan købes
- Modeller med lang rækkevidde kan købes
- Hurtige bevægelser
- Lavere pris i forhold til payload
- Kan kræve specielle værktøjer for stadig at være kollaborativ
- Begrænset payload
- Begrænset hastighed
- Typisk ikke så kraftig mekanisk opbygning
- Højere pris i forhold til payload
- Høj egenvægt - lav payload/egenvægt forhold
- Svært at lave flytbare løsninger (grundet egenvægt)
- Kræver sikkerheds afskærmning med hegn, lysgitter eller skanner
Cobot
- Ofte nemmere programmerings-brugerflade
- Ofte ikke behov for afskærmning
- Lav egenvægt - høj payload/egenvægt forhold
- Bedre mulighed for flytbare løsninger
- Kan kræve specielle værktøjer for stadig at være kollaborativ
- Begrænset payload
- Begrænset hastighed
- Typisk ikke så kraftig mekanisk opbygning
- Højere pris i forhold til payload
Standard industri robot
- Meget velafprøvet, solid og pålidelig hardware
- Modeller med meget høj payload kan købes
- Modeller med lang rækkevidde kan købes
- Hurtige bevægelser
- Lavere pris i forhold til payload
- Høj egenvægt - lav payload/egenvægt forhold
- Svært at lave flytbare løsninger (grundet egenvægt)
- Kræver sikkerheds afskærmning med hegn, lysgitter eller skanner
Tilmeld dig vores nyhedsbrev!
Gå ikke glip af spændende nyheder fra os. Vil du også gerne være opdateret på de nyeste cases i forhold til Cobot Knowledge Lab?
